一种基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动温漂调整的电源，尤其涉及一种基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法。

背景技术

高精度电源在长时间工作时，电源内部器件或者被测试设备会发热，由于发热，此时水冷电源输出电流随温度或升或降，造成被测设备工作环境下精度偏差较大。

现有技术中，还没有解决该问题的相关的技术方案。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统，包括DCCT采集器、ARM控制系统、显示控制系统和FPGA控制器；

所述DCCT采集器用于实时采集输出电流并转换成0-10v电压信号或者4-20ma电流信号；

所述FPGA控制器读取DCCT采集器采集到电流值，控制电流输出；

所述ARM控制系统用于实现恒流温漂自动调整控制系统控制算法；

ARM控制系统根据FPGAK控制器返回实时采集值计算输出电流值，并传回FPGA控制器，FPGA控制器转换为驱动信号，实现电源的电流输出部分；

所述显示控制系统用于观察实时显示电压电流及算法测算参数。

上述的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统实现电源的恒流温漂自动调整控制的方法，包括步骤：

1)在系统设备外加一负载，显示控制系统给定一电流值输入值,经过校准后，传至FPGA控制器，FPGA控制器根据电流大小，调整驱动信号，驱动功率电路，输出电流；

2)FPGA控制器对给定电流值进行计算驱动信号，产生满足性能要求的输出电流；

3)DCCT采集系统根据电源的母排输出电流进行采集，采集到的0-10V电压信号接入FPGA控制器中，FPGA读出DCCT采集系统的电压数据传回ARM控制系统；

4)ARM控制系统实时提取设定电流值及FPGA回传的电流值，并对计算设定电流值和回读电流值增量δ；

5)若增量δ为正数，则放电，减少电流输出；若增量δ为负数，则充电，增大电流输出；

6)若输出电流超过预先设定的阈值，则停止微调电流，保持最后一次调整，防止过调，造成设备出现问题。

与现有技术相比，本发明所提供的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法，可以解决因温度变化带来的设备精度偏变化的问题，能够加快稳定度的平衡时间及提高设备精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统连接负载后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统，包括DCCT采集器、ARM控制系统、显示控制系统和FPGA控制器；

所述DCCT采集器用于实时采集输出电流并转换成0-10v电压信号或者4-20ma电流信号；

所述FPGA控制器读取DCCT采集器采集到电流值，控制电流输出；

所述ARM控制系统用于实现恒流温漂自动调整控制系统控制算法；

ARM控制系统根据FPGAK控制器返回实时采集值计算输出电流值，并传回FPGA控制器，FPGA控制器转换为驱动信号，实现电源的电流输出部分；

所述显示控制系统用于观察实时显示电压电流及算法测算参数。

所述FPGA控制器包括AD/DA、FPGA核心芯片、18位AD芯片。

所述DCCT采集器直接安装在电源输出口，并接入FPGA控制器的AD采集单元。

所述ARM控制系统的实现恒流温漂自动调整控制系统控制算法采用增量方式控制输出电流，所计算周期为2秒。

所述ARM控制系统与FPGA控制系统通信速度大于等于1000000bps，所述显示控制系统与ARM控制系统通信速度大于等于115200bps。

上述的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统实现电源的恒流温漂自动调整控制的方法，包括步骤：

1)在系统设备外加一负载，显示控制系统给定一电流值输入值,经过校准后，传至FPGA控制器，FPGA控制器根据电流大小，调整驱动信号，驱动功率电路，输出电流；

2)FPGA控制器对给定电流值进行计算驱动信号，产生满足性能要求的输出电流；

3)DCCT采集系统根据电源的母排输出电流进行采集，采集到的0-10V电压信号接入FPGA控制器中，FPGA读出DCCT采集系统的电压数据传回ARM控制系统；

4)ARM控制系统实时提取设定电流值及FPGA回传的电流值，并对计算设定电流值和回读电流值增量δ；

5)若增量δ为正数，则放电，减少电流输出；若增量δ为负数，则充电，增大电流输出；

6)若输出电流超过预先设定的阈值，则停止微调电流，保持最后一次调整，防止过调，造成设备出现问题。

综上可见，本发明实施例的基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法，可以解决因温度变化带来的设备精度偏变化的问题，能够加快稳定度的平衡时间及提高设备精度。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的进行详细描述。

实施例1

一种基于高精度水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统及方法，该恒流温漂自动调整控制系统包括DCCT采集器、ARM控制系统，显示控制系统和FPGA控制器；所述DCCT采集器用于实时采集输出电流并转换成0-10v电压信号；FPGA控制器读取DCCT采集到电流值，控制电流输出；ARM控制系统是实现恒流温漂自动调整控制系统控制算法；ARM控制系统根据FPGAK控制器返回实时采集值计算输出电流值在传回FPGA，FPGA转换为驱动信号，实现电源的电流输出；所述显示控制系统用于观察实时显示电压电流及算法测算参数。

如图1所示，本发明提供的水冷电源的恒流温漂自动调整控制系统包括DCCT采集系统和ARM控制系统，显示控制系统和FPGA控制器。

DCCT采集系统用于实时采集电源输出电流并转换成0-10V电压信号。

ARM控制系统用于根据FPGA控制器反馈的数据及信号，判断设备系统是否发生输出电流是否发生改变，是否需要调整，如内外部温度变化造成输出电流变化，启动算法，自动调整输出，满足设备系统需求，确定水冷电源的运行参数状态，并发送至显示控制系统；

FPGA控制器用于根据DCCT采集系统发送的输入的采集数据,实时反馈到ARM控制系统计算输出电流值并发送到FPGA控制器，FGPA控制器控制环路输出功率。

具体过程为：

1)如图2所示，在系统设备外加一负载，显示控制系统给定一电流值输入值,经过校准后，传至FPGA控制器，FPGA控制器根据电流大小，调整驱动信号，驱动功率电路，输出电流。

2)FPGA控制器对给定电流值进行计算驱动信号，产生满足性能要求的输出电流。

3)DCCT采集系统根据电源的母排输出电流进行采集，采集到的0-10V电压信号接入FPGA控制器中，FPGA读出DCCT采集系统的电压数据传回ARM控制系统。

4)ARM控制系统实时提取设定电流值及FPGA回传的电流值，并对计算设定电流值和回读电流值增量δ。

5)若增量δ为正数，则放电，减少电流输出；若增量δ为负数，则充电，增大电流输出，其程序流程图如图3所示。

6)由于属于高精度设备，调整过程属于微调，因此，若输出电流超过预先设定的阈值，则停止微调电流，保持最后一次调整，防止过调，造成设备出现问题。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。